|
Архив публикацийТезисыXXI-ая конференцияКомпьютерное моделирование биологических очистных сооруженийКаф. “Водное хозяйство, инженерные сети и защита окружающей среды”, ЮРГПУ (НПИ), Россия, 346428, Ростовская обл., г. Новочеркасск, ул. Просвещения, 132, к. 136 1 стр. (принято к публикации)Целесообразность использования компьютерного моделирования для проектирования и оптимизации биологических очистных сооружений обусловлена неочевидной динамикой, неавтономностью и пространственной неоднородностью процессов, а также наличием нескольких циркуляционных потоков. Также необходимо учитывать, что реализация процесса удаления биогенных элементов связана с организацией чередующихся кислородных режимов в процессе обработки воды. Например, в сооружениях карусельного типа, с этой целью используются кольцевые коридоры с непрерывным течением иловой смеси и выделенными зонами аэрации, что обеспечивает чередование анаэробных, аноксидных и аэробных условий в объёме одного сооружения. В данной работе сформулирована математическая модель структуры потоков жидкости и динамики изменения концентраций веществ в ходе био-химических реакций, которую предполагается взять за основу для системы автоматического управления. В отличие от традиционного подхода, когда аэротенки-вытеснители заменяются цепочкой последовательно расположенных реакторов-смесителей, где процессы описываются системами обыкновенных дифференциальных уравнений, построенная нами модель, представляет собой краевую задачу для уравнений типа Навье-Стокса, решаемую совместно с задачей конвекции-диффузии-реакции. И так как результаты вычислительных экспериментов в программе FlexPDE, показали корректные отклики на изменение исходных параметров и достаточную гладкость решений модели, то существует возможность её применения для алгоритмов оптимизации. В тоже время на базе имитационного моделирования аэротенка-смесителя при субстратном торможении нитрификации высокими дозами аммония была выявлена триггерная структура процессов, что потенциально может провоцировать на реальных сооружениях возникновение различных диссипативных структур, что и определяет необходимость создания адаптивных систем управления. |
